检测文件安全标记的数字成像方法和装置的制作方法

专利名称：检测文件安全标记的数字成像方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字图像处理技术。更具体地说，本申请涉及一种方法和装置，用于防止或禁止有效地再生文件(document)，诸如货币、支票、股票、以及其中包括印有预先定义的安全标记的任何其他印刷文件。该主题方法和装置通过操作实现对于从要再生的印刷文件中获取的所有数字图像数据进行多步审查，以便定出任何可能的安全标记的位置，并进一步检验该标记从而能肯定地把可能的安全标记识别为实际的安全标记。如果一个标记被定位并被确认为真正的安全标记，则将不允许对该印刷文件的有效再生和/或将采取其他安全措施。
数字图像处理系统，如数字彩色复印机，能以低成本造出彩色文件的很高质量的再生物或“拷贝”，这类系统的扩散导致罪犯使用这些机器再生货币、支票、股票、法律文件、以及其他法律上不可再生的印刷文件。显然，这些文件的任何再生物都是伪造和非法的。不幸的是，到目前为止尚未发现一种方法或装置能有效地和高效率地检测出试图再生货币等从而使再生受打击。由于没有有效的和高效率的方法/装置用于检测货币和其他不可再生的文件，罪犯们往往能几乎随心所欲地生产伪造文件。
在试图识别印刷文件的安全标志过程中，存在着许多困难。这些文件，例如货币，常常是明显用旧了的。再有，文件可能以不规则的角度或位置放在再生装置上，这使对安全标记的检测更加困难。还有，对安全标记的不适当的或错误的检测以及由此造成的防止复制该文件的任何操作都会使那些试图进行合法再生的人们感到懊恼和不方便。因此，必须极大地减少对文件中安全标记的错误检测。
基于上述及其他考虑，已发现需要一种新的改进的数字成像方法和装置，用于检测文件安全标记以防止产生伪造文件。已经认为人们希望开发出这样的方法和装置，它们能以有效和高效率的方式实现这一功能，而不会侵害或干扰合法的文件再生工作。
根据本发明，提供了一种新的和改进的数字成像方法和装置，用于有效地和高效率地检测文件安全标记以防止文件的伪造。
根据本发明的第一方面，提供了一种数字图像处理方法。该方法包括，对于可能包括安全标记的印刷文件，扫描该文件以得到与此印刷文件相对应的数字图像数据，这里的安全标记由多个实际标记要素定义，这些要素每个有选定的色彩、尺寸和形状，并且互相间有选定的空间排列，这里所说数字图像数据由多个彩色输入象素值来定义。对数字图像数据进行处理以识别出代表安全标记可能要素的所有位置。对于由数字图像数据代表的每个可能的标记要素，确定是否该可能标记要素与数字图像数据代表的至少一个其他可能标记要素一起定义了一个可能的安全标记。对于数字图像数据中代表的每个可能的安全标记，确定是否该可能的安全标记代表该印刷文件中存在的实际安全标记。
根据本发明的另一方面，一种数字图像处理方法用于防止非受权再生包括安全标记的印刷文件，该安全标记由具有选定色彩、选定尺寸和相互间按选定图案(Pattern)排列的实际标记要素来定义，该方法包括扫描所述印刷文件以提取代表该印刷文件的彩色数字数据，该彩色数字数据由多个象素定义，每个象素有一色彩值。对于彩色数字数据，如果其色彩值代表的色彩至少是近似于多个实际标记要素的选定色彩，则该彩色数字数据的全部象素将被识别。构成彩色数字数据的二值图并用“通(on)”和“断(off)”象素来定义，“通”象素代表该彩色数字数据的被识别象素具有的色彩值至少是近似于多个实际标记要素的选定色彩。该二值图用于识别由“通”象素定义的可能标记要素，并识别出定义可能安全标记的这多个可能标记组分中至少一个与其相邻的要素。如果可能安全标记的可能标记要素是彼此相互一致的(uniform)，则该可能安全标记被识别为实际安全标记。如果识别出一个实际安全标记，则该印刷文件的有效再生被阻止。
根据本发明的又一方面，一种处理数字图像数据的方法，该数字图像数据所代表的彩色印刷文件包括安全标记，该方法用于识别数字图像数据中代表的安全标记，方法包括处理该数字图像数据以识别出定义一选定色彩的所有部分，该选定色彩代表印刷文件中安全标记的色彩。对于数字图像数据的定义该选定色彩的每个部分，确定是否该部分代表了印刷文件中一个安全标记的可能要素。该方法还包括，对于在数字图像数据中识别出的每个可能的安全标记要素，确定是否该可能的安全标记要素与至少一个其他可能的安全标记要素一起定义了一个可能的安全标记。对定义每个可能安全标记的可能安全标记要素，彼此进行比较，以确定它们相互间在色彩和定义方面是否是一致的。如果该可能完全标记的可能安全标记要素至少在色彩和尺寸方面彼此足够一致，则该可能安全标记被识别为数字图像数据中代表的安全标记。
根据本发明的另一方面，一种文件再生安全方法包括扫描一个印刷文件以提取代表该印刷文件的彩色数字图像数据。对数字图像数据进行处理以识别出在一选定色彩范围内的所有象素，这些象素是用于定义该印刷文件中的安全标记的、还对该数字图像数据进行处理以识别出所有相连接的分量，这些分量只包含选定色彩范围内的数字图像数据象素。对该数字图像数据进行处理，以识别出所有相连接的分量作为可能的标记要素，这些相连接的分量的尺寸和形状都对应于印刷文件中定义安全标记的那些实际标记要素的预先定义的尺寸和形状。还进一步对该数据图像数据进行处理，以建立围绕每个可能标记要素的选定尺寸的邻区，并识别出这样的所有邻区作为可能的安全标记，这些邻区包含(i)其可能标记要素的个数大于或等于为定义一个安全标记所需要的实际标记要素个数的最小值，要小于或等于其个数的最大值；(ii)可能标记要素彼此排列方式对应于印刷文件中定义安全标记的实际标记要素。对于识别为可能安全标记的每个邻区，还对数字图像数据进一步进行处理以把可能的安全标记识别为实际安全标记，如果该邻区中的可能标记要素至少在尺寸和色彩方面彼此一致的话。如果该数字图像数据包括一个实际安全标记，则该印刷文件的有效再生被阻止。
本发明的一个优点是提供了数字成像文件安全标记检测方法和装置，在试图数字再生包括安全标记的印刷文件时它能有效地和高效率地检测文件安全标记以防止再生伪造的文件。
本发明的又一优点在于提供一种数字成像方法和装置，它使安全标记误检测达到极小。
本发明的再一个优点是提供一种数字成像方法和装置，它在不理会数字文件在文件再生装置中的移动和转动的情况下检测文件的安全标记。
当阅读和理解了本说明与附图时，本邻域普通的技术人员将会清楚本发明的其他好处和优点。
本发明采取各个步骤及步骤组合的形式，以及部件及部件组合的形式。附图只用于说明最佳实施例，不想让它们以任何方式被认作为对本发明的限制。


图1是方框图，说明根据本发明构成的图像处理系统；图2A显示一印刷文件，如纸币，其中包括一个安全标记；图2B和2C示出图2中所示文件的放大部分，用于显示安全标记的特征；图3是流程图，说明根据本发明用于检测文件安全标记的总体数字图像处理方法；图4是更详细的流程图，说明根据本发明用于检测文件安全标记的数字图像处理方法；图5A是流程图，说明根据本发明用于检测文件安全标记的数字图像处理方法中的二值化步骤；图5B显示把图5A的二值化方法应用于由图2A所示印刷文件得到的数字图像数据所造成的二值数据；图6A是流程图，说明根据本发明用于检测文件安全标记的数字图像处理方法中的微观检测步骤；图6B以图形说明根据本方法识别二值图像数据的相连接分量的方法；图6C以图形说明根据本发明对相连接分量尺寸的估值；图6D以图形说明根据本发明的相连接分量模板拟合操作；图6E显示图5B的二值图像数据的部分，它们对应于图2A所示印刷文件中一个安全标记的可能组分；图7A是流程图，说明根据本发明用于检测文件安全标记的数字图像处理方法中的宏观检测操作；图7B显示图5B的二值图像数据的部分，它们对应于图2A所示印刷文件中的可能安全标记；图8说明根据本发明用于检测文件安全标记的数字成像方法中的确认操作；图9是流程图，说明对数字图像处理系统的控制，以防止对包括安全标记的文件进行有效再生。
现在参考附图，这些附图只用于描述本发明的最佳实施例而不是用于限制本发明，图1中示出根据本发明构成的一个数字图像处理系统10。图像输入扫描器12以一个或多个单色间隔(separation)的形式提取和发送数字图像数据，这里每个间隔的画面元素或象素以每象素d位深度来定义，这里d是整数。于是，每个间隔的每个象素用每象素d位来定义(位深度＝d)，而每个象素有全“断”和全“通”之间的某个灰度值。当以单一的单色间隔提供数字图像数据时，该图像是单色的，例如所谓黑白图像数据。另一方面，当以两个或更多个单色间隔提供数字图像数据时，当来自各间隔的数据组合到一起时便产生了彩色图像的例如红-绿-兰(RGB)间隔或深兰-深红-黄(CMY)的间隔。
图像信号从扫描器12输入到图像处理单元14，在这里完成数字图像处理，如根据本发明进行完全标记识别。图像处理单元14可以由任何适当的电子计算装置来提供，如电子计算机、专用电子电路、或任何其他适当的电子电路装置。图像处理单元14以适当的格式向图像输出终端16，例如数字打印机和/或可视显示器输出数据。适当的数字图像输入和/或输出装置包括XEROX(施乐)文件中心265DC数字成像系统，Pixeleraft 7650 Pro Imager扫描器，XEROX DocuTech产品印刷系统扫描器，XEROX 5775数字彩色复印机，XEROX 5760和5765 Majestik数字彩色复印机，或任何其他适当的彩色数字扫描器/复印机。不管定义每个象素所在的深度d如何，还定义每个象素在每个间隔中的位置，通常利用行“n”和“列m”定义。
图2A显示一个纸币，它包括一个安全标记印在上面或者包括在上面。所显示的纸币和安全标记只是为了便于说明本发明，那些本邻域普通技术人员将会理解，本发明同样适用于其上包括任何适当完全标记的任何类型文件。如前所述，支票、股票、债券、以及法律文件是可能包括安全标记的文件的一些其他实例，因此，它们可根据本发明来防止非受权再生。
纸币20被印在纸22上或其他适当的片基上，纸币包含各种标记，如货币单位标记24、正文26、各种装饰图像和设计28、以及用于标识该纸币20为真文件的安全标记SM。如这里显示和描述的那样，安全标记SM是以与信息24、26、28相同或相似的方式印在文件20上的，通常使用任何适当的彩色油墨。
现在参考图2B和2C，包括安全标记SM的这部分纸币20被显示和大大地放大，以显示本例中所用安全标记SM的特征。如前所述，在实践中，安全标记将会取广泛多样的形式中的任何一个，而本发明不限于所显示的或任何其他特定的安全标记。在本例中，安全标记SM是由3个完全相同的标记要素MC定义在纸币20上的(根据适当权力机构颁布的定义)，根据该安全标记的定义，这每个组分有完全相同的尺寸、形状和色彩。再有，标记组分MC按安全标记SM的定义所要求的一种选定图案或排列安排。如这里所示，标记组分MC是环形的，被安排在一个直角三角形的各顶点。标记组分MC由距离D1、D2、D3使彼此分离，由此进一步定义安全标记SM有一选定的总尺寸和形状。
根据本发明的装置和方法操作图像处理单元14，以检测由图像输入扫描器12扫描一个文件(如纸币20)中安全标记SM的存在，从而使图像处理单元能防止或禁止被扫描的纸币20或其他文件的未授权再生。本邻域那些普通技术人员还将理解，该主要方法和装置可以用于确定一个文件的真实性。
现在参考图3，图中显示了根据本发明的一个检测文件安全标记的最佳数字图像处理方法和装置。如使用数字成像处理系统10实现的安全标记检测方法包含S1-得到一个数字输入图像，通常通过使用图像输入扫描器12；S2-使数字输入图像二值化；S3-微观检测；S4-宏观检测；S5-确认；S6-如果发现安全标记则阻止对输入文件的有效再生。
图4中更详细地说明操作S1-S6。步骤S1包含使用输入图像扫描器12扫描的一个输入的印刷文件，如纸币20，以得到利用适当色彩空间(如红R、绿G、兰B等)中的多色彩间隔表示的彩色数字图像数据。扫描器12可以利用任何其他色彩空间获取或发布数字图像数据。
二值化步骤S2包含第一子步骤S2a，即在扫描器12获取的输入数字图像中识别出具有或代表一选定范围内的色彩的全部象素。第二子步骤S2b构造一个位图(bitmap)，该位图对应于输入数字图像中被识别为具有该选定范围的色彩的全部象素。
微观检测步骤S3包含子步骤S3a-S3c。更具体地说，在S3a中使用二值化操作S2获取的位图确定位图中的“被连接成分”，在S3b中抛弃其尺寸或形状不对应于标记组分MC的那些相连接成分，在S3c中把其余的相连接成分识别为可能的标记组分。
在宏观检测操作S4中，在其邻区中其他可能标记组分的个数相对于安全标记SM定义的标记组分MC个数偏于过多或过少的那些可能标记组分不予考虑S4a。相对于邻近的可能标记组分而言没有适当空间位置或排列的所有其余可能标记组分也不予考虑S4b，只有再剩下的那些被识别为可能的安全标记S4c。
然后，对所有可能的安全标记进一步分析其一致性，例如色彩一致性、尺寸一致性，那些不足够一致的被抛弃S5a。所有其余的可能安全标记被肯定地识别为实际安全标记SM。如果识别出了实际安全标记SM，图像处理单元14便防止图像输入扫描器12扫描的文件被有效复制，例如通过完全终止数字图像处理操作，在发送给图像输出装置16的输出数据中插入“VOID(作废)”消息等，或使其不能输出其输入文件(如纸币20)的精确复制品。
现在将参考纸币20更详细地描述操作S1-S6。根据操作S1，纸币20被扫描，以得到适当色彩空间中代表该纸币20的数字图像数据。这一数字图像数据被送到图像处理单元14用于进行根据本发明的操作S2-S6。
参考图5A和5B，二值化操作S2包含构造一个由多个象素定义的位图30，这多个象素在位置上分别对应于定义纸币20输入数字图像的多个象素。为构造位图30，子步骤S2a检验由输入数字图像定义的每个象素的色彩，以识别出具有选定范围内色彩的每个象素，这选定范围对应于安全标记SM中实际标记组分所用的色彩。对于输入图像数据中处于这适当色彩范围内的每个象素，子步骤S2b-1把位图中相应位置的象素设为1或“通”。位图中所有其他象素由子步骤S2b-2设为0或“断”。当然，另一种作法是在检验色彩子步骤S2a之前使用初始化子步骤把位图30中的全部象素都设为“断”。使用二进制“1”和“0”代表“通”和“断”状态与传统计算机科学的符号相对应。当然，另一种作法是二进数“0”和“1”可以分别代表“通”和“断”，而本发明不拟限定这种或那种符号。
本邻域那些普通技术人员还将会理解，存在许多不同的方法用于确定由特定的色彩空间中选出的值定义的象素的色彩是否落入一个选定的色彩范围，即为特定色彩空间中的一个象素定义的色彩是否“足够接近”于一个所希望的色彩。如果实际色彩与所希望彩色之间的距离大于色彩范围阈值T，则实际色彩在该范围之外，因而与所希望色彩不“足够接近”。例如，如果代表纸币20的输入数字图像的象素每个由实际的红、绿、兰值(R、G、B)定义，而且如果所希望色彩的象素由所希望的红、绿、兰值(R′、G′、B′)定义，那么可以计算出由实际红、绿、兰值R、G、B定义的色彩与由红、绿、兰值(R′、G′、B′)定义的所希望色彩之间的距离并根据式T≥(R-R′)2+(G-G′)2+(B-B′)2]]>与阈值T进行比较。当然，本邻域一般技术人员将会理解，存在其他方法确定一个数字图像的象素色彩值是否在选定色彩范围内。根据象素被定义的具体色彩空间，其最佳方法将改变。本发明不想限制于任何特定的色彩比较方法或任何特定的色彩空间。
现在更具体地参考图5B，图中显示了由扫描器12获取的纸币20的输入数字图像的二值化步骤S2所产生的位图30。对于扫描器获取的输入数字图像中那些代表选定色彩范围(该色彩范围围绕印刷安全标记SM所用的色彩)的色彩的每个象素，其位图30由相应位置的“通”象素定义。通常在图5B的34处识别出一个或多个这些“通”象素。类似地，定义该位图的所有其他象素保持或被设置为“断”状态。在图5B的32处集体识别出这些“断”象素。于是，位图30只包括或者说只识别出输入数字图像中那些代表该选定色彩范围内的色彩的象素，这个选定色彩范围近似于安全标记SM的组分MC的实际色彩。
根据本发明，进一步按图6A-6D所示微观检测操作S3处理位图30。第一子步骤S3a识别出位图30中所有“被连接的成分”。从位图30之类数字图像数据中识别出被连接成分的操作本身是一种传统的操作，是数字图像处理邻域普通技术人员所公知的，具体地说，是光字符识别(OCR)技术。在这里所示的最佳实施例中，位图30中的被连接成分按图6B所示过程来识别。位图30的每个“通”象素34被放在3×3象素矩阵36的中心单元3 8。在矩阵36中包括的所有其他“通”象素34被认为是在中心矩阵单元或位置38处的包括象素34的被连接成分CC的一部分。所以，位图30的每个被连接成分CC包括单个“通”象素34或一组“通”象素34，这里定义该组的象素每个直接与该组中至少一个其他象素相邻。
一旦识别出了位图30中每个被连接成分CC，每个被连接成分CC进一步由子步骤S3b-1、S3b-2检验，以确定该被连接成分是否是可能的标记组分。现在再参考图6c，子步骤S3b-1对每个被连接成分CC进行尺寸检验操作，以确定或者其列宽度X或行高度Y是否或者(1)起过或者(2)不能达到标记组分MC的尺寸。如果由子步骤S3b-1考虑的被连接成分在任一维上太大或太少，则它被忽略。最好是尺寸检验步骤S3b-1把每个被连接成分CC的宽度/高度维与可接受的宽度/高度尺寸范围进行比较，而不是与一选定的固定值比较，这是考虑到印刷、扫描或其他变化。
满足子步骤S3b-1的尺寸要求的每个相连接成分CC还必须经受住模板匹配子步骤S3b-2。这里被连接成分CC与实际标记组分的模板比较并且必须至少与一个模板匹配，以使该被连接成分被认为是可能的标记组分b。这一模板匹配操作以图形显示于图6D。相连接成分CC1和CC2二者都满足子步骤S3b-1的尺寸检验。这样，每个便于包括多个单元42的模板40进行比较。模板40上的某些单元42是目标单元44，它们按标记组分MC的形状和尺寸排列。为了相连接成分CC1、CC2与一模板匹配，该模板与相连接成分重叠，而且目标单元44的至少一选定百分比必须匹配于或对应于定义连接成分CC1、CC2的象素34。同样，考虑到印刷、扫描和其他变化、最好不要求一种完美的模板匹配。在图6D中，相连接成分CC1与模板40匹配，而相连接成分CC2不匹配。于是，子步骤S3C只把相连接成分CC1(以及所有满足模板匹配操作S3b-2的其他相连接成分)识别为可能的标记组分PMC，如图6E所示。
现在参考图7A和7B，位图30进一步按宏观操作S4进行处理，以确定可能标记要素PMC中哪一个(如果有的话)与其他可能标记要素一起定义了一个可能的安全标记PSM。如参考图2所述，实际安全标记是由实际标记要素MC定义的，这些实际标记要素按特定图案排列，并且彼此间距为D1、D2、D3。
使用由定义安全标记SM得到的这一信息，并且对每个可能的标记要素PMC，子步骤S4a-1在这可能标记要素周围建立一个邻域，其半径等于或尽可能小地大于距离D1、D2、D3的极大值。子步骤S4a-2确定该邻域中可能标记要素PMC的个数，包括围绕其建立邻域的中央或主可能标记要素。子步骤S4a-2把该邻域中可能标记要素的个数与定义一个安全标记所需个数进行比较。如果与定义一安全标记所需个数相比，一个邻区有太多或太少的可能标记要素，则子步骤S4a-3抛弃或忽略该邻域所基于的可能标记要素，并在子步骤S4a-1开始，检验另一个可能标记要素PMC。
另一方面，如果一可能标记要素MC周围建立的邻域包含定义一安全标记MC所需的可能标记要素个数，则该邻域进一步由子步骤S4b-1检验。考虑到“噪声”可能标记要素PMC的存在，最好是把相对于定义一安全标记SM所需个数而言有一、两个额外可能标记要素的邻域认为是满足子步骤S4a-2的，从而能由S4b-1进一步处理而不被抛弃。
对于具有可接受个数的可能标记要素PMC的邻域，子步骤S4b-1确定每个可能标记要素与其邻居之间的距离。然后在子步骤S4b-1把这些距离与安全标记SM的预先定义距离D1、D2、D3比较。考虑到印刷、扫描或其他变化，在一邻域中可能标记要素之间的距离必须等于或必须是距离D1、D2、D3加或减一个误差边缘构成的一个超集(super-set)。如果不是，则S4a-3抛弃或忽略该邻域所基于的这个可能标记要素，并在子步骤S4a-1开始，检验下一个可能标记要素。
然而，如果在一邻域中可能标记要素PMC之间的距离等于或就是距离D1、D2、D3的超集，则在子步骤S4b-2抛弃该邻域中的任何噪声可能标记要素，并确定该邻域中其余可能标记要素PMC的彼此相对位置，并将其与定义一实际安全标记SM的标记要素MC的相对位置进行比较。更具体地说，子步骤S4b-2基于子步骤S4b-1确定的距离，从邻域中识别出并抛弃噪声可能标记要素PMC。与得到距离D1、D2、D3的结果无关的任何可能标记均认为是噪声并被抛弃。
子步骤S4b-2使用任何其他广泛多样的方法确定邻域中可能标记组分PMC的相对位置并将其与安全标记SM比较。其操作不依赖于因图像输入扫描器12中扫描变化造成的任何转动或移位的一种最佳方法是使用由子步骤S4b-1确定的距离。在这种情况中，检验该邻域中的可能标记要素PMC，以确定把可能标记要素分开的这些距离是否是按安全标记SM的距离D1、D2、D3的同一顺序排列。这一方法的操作不依赖于位图30中可能标记要素PMC的垂直、水平或旋转位置。作为举例，可能标记要素PMC的两个邻域(图6E)满足子步骤S4b-1的距离要求。然而，当子步骤S4b-2检验每个邻域50、52的可能标记要素PMC的相对位置时，只有邻域50满足要求，即可能标记要素PMC彼此相对位置应如图2c所示-当按顺时针顺序检验可能标记要素PMC时顺序遇到距离D1、D2、D3。在另一实施例中，每个可能安全标记PSM与一系列安全标记模板进行匹配，这里的模板设计使得，如果该可能安全标记代表一实际安全标记，则一个模板将被匹配而不管该可能安全标记的组分有任何转动移位-就是说，整个可能安全标记将与一实际安全标记模板进行比较，这里这些模板包括了能定义实际安全标记的可能安全标记的要素的每种可能的转动排列位置。
如果一邻域不满足子步骤S4b-2，则子步骤S4a-3忽略该邻域建在其上的可能标记要素PMC，并在子步骤S4a-1开始，处理另一个可能标记要素PMC。另一方面，如果一邻域满足子步骤S4b-2，则子步骤S4c把该邻域识别为一个可能安全标记PSM(图7B)，并对没有成为一个可能安全标记PSM的下一个可能标记要素PMC，在S4a-1根据宏观检测操作S4继续进行处理。
如果宏观检测操作S4的结果是识别出任何可能安全标记PSM，则根据本发明继续进行确认操作S5，如图8中所示。因为二值化S2、微观检测S3、和宏观检测S4操作在利用色彩、尺寸、形状等识别可能的标记要素和可能的安全标记过程中宁愿依赖于“范围”或者允许某种变化，所以有可能定义一个可能安全标记PSM的一个或多个可能标记要素PMC并不是实际的标记要素MC。当然，在这种情况中，该可能安全标记PSM不会是实际安全标记SM。这样，为保证一可能安全标记PSM是一个实际安全标记SM，根据本发明，这可能的安全标记要受到确认操作S5。更具体地说，对于每个可能的安全标记PSM，确认子步骤S5a-1检验定义该可能安全标记PSM的每个可能标记要素的色彩，并确定每个可能标记要素的色彩是否足够接近于定义该可能安全标记PSM的其他可能标记要素PMC的色彩，或者说是否与它们的色彩相一致。最好是可能标记要素的色彩彼此相等或靠近。例如，如果两个可能标记要素PMC的各自色彩落入二值化色彩检验子步骤S2a的色彩范围内，但发现它们各自的色彩处于可接受色彩范围的两个相反极端，则不能认为这种可能标记要素表现出彼此间有足够的色彩一致性而成为实际标记要素MC。不满足色彩一致性确认子步骤S5a-1的任何可能安全标记PSM将被子步骤S5C抛弃。
对于满足色彩一致性确认子步骤S5a-1的可能安全标记PSM，一个尺度一致性确认子步骤S5a-2检验可能标记要素的彼此尺度一致性。尺度一致性确认子步骤S5a-2检验定义可能安全标记PSM的每个可能标记要素PMC的列宽度和/或行高度，以保证可能标记要素的尺寸彼此一致。同样，例如，如果一个可能标记要素PMC表现出的相对于其他可能标记要素的尺度特征是变化+/-5％，则该可能标记组分将不能通过维度一致性确认子步骤S5a-2，于是子步骤S5c将抛弃其相关的可能安全标记PSM。如果定义一可能安全标记PSM的可能标记要素PMC满足确认操作S5，则子步骤S5B把该可能安全标记PSM识别为实际安全标记SM。
在确认操作S5之后，防止操作S6进行操作以防止有效再生由图像输入扫描器12扫描的这个文件。子步骤S6a确定是否已识别出被输入扫描器12扫描的文件中存在的实际安全标记SM。如果未发现安全标记SM，则允许该文件的再生。另一方面，如果识别出安全标记SM，防止子步骤S6b就防止由输入扫描器12扫描的文件被有效再生。这是由一个或多个适当的防止操作实现的，例如使图像输出装置16不能工作，不从图像处理单元14向图像输出装置16发送输出数据，在向图像输出装置16发送的图像数据中嵌入或包括一个消息(如VIOD(作废))从而使在再生文件中可看到这一消息，或者可防止由输入扫描器12扫描的文件被有效再生的任何其他适当方法。
已参考最佳实施例描述了本发明。对于阅读和理解前文中的说明的其他人，将会有修改和改变。本发明意于包括所有这些修改和改变，使其落入所附权利要求及其等价物的范围内。
权利要求
1.一种数字图像处理方法，包含(a)对于一个可能包括一安全标记的印刷文件，这里该安全标记由多个实际标记要素定义，每个要素有选定的色彩、尺寸和形状，而且彼此相互间有选定的空间排列，扫描所述文件以得到与所述印刷文件相对应的数字图像数据，所述数字图像数据由多个彩色输入象素值定义；(b)处理所述数字图像数据，以识别出代表一安全标记的可能要素的所有部分；(c)对于由所述数字图像数据代表的每个可能标记要素，确定所述可能标记要素是否能与所述数字图像数据代表的至少一个其他可能标记要素一起定义一个可能的安全标记；(d)对于由所述数字图像数据代表的每个可能的安全标记，确定所述可能的安全标记是否代表所述印刷文件中存在的实际安全标记。
2.如权利要求1中的数字图像处理方法，其中所述步骤(b)，即识别出所述数字图像数据中代表一安全标记可能要素的所有部分的步骤，包含把每个所述彩色输入象素值与一彩色象素值的选定范围进行比较，所述选定范围包围代表所述印刷文件中可能存在的实际标记要素的选定色彩的彩色象素值；识别所述数字图像数据中的相连接成分，每个相连接成分只由落入所述选定范围的一组至少一个彩色输入象素值来定义，这里在有不只一个彩色输入象素值的组中的所有彩色输入象素值紧接地与该组中至少一个其他彩色输入象素值相邻；以及对于每个相连接成分，如果它的尺寸和形状对应于一实际标记要素的选定尺寸和形状的话，则把相连接成分识别为可能的标记要素。
3.如权利要求2的数字图像处理方法，其中所述确定一个相连接成分是否其形状对应于一个实际标记要素的选定形状的步骤包含在模板匹配操作中把相连接成分与至少一个模板进行比较。
4.如权利要求3的数字图像处理方法，其中在所述模板匹配操作中将每个相连接成分与多个模板进行比较，以确定所述被连接成分的形状是否对应于一实际标记组分的选定形状。
5.如权利要求4的数字图像处理方法，其中所述步骤(b)，即识别出所述数字图像数据中代表一安全标记可能要素的所有部分的步骤，还包含构成一个二值位图，它对应于由所述扫描操作得到的所述数字图像数据，所述位图由多个象素定义，每个象素取值“通”和“断”二者之一，所述位图的“通”象素值在位置上对应于定义所述相连接成分的彩色输入象素值，从而使所述相连接成分定义在所述位图中，这里每个相连接成分的尺寸和形状与一实际标记要素的选定尺寸和形状进行比较，其作法是把定义在所述位图中的相连接成分的尺寸和形状与所述实际标记要素的选定尺寸和形状进行比较。
6.如权利要求1的数字图像处理方法，这里所述步骤(C)，即确定是否每个可能标记要素与至少一个其他可能标记要素一起代表一可能安全标记的步骤，包含对包围每个可能标记要素的选定邻区中所在的可能标记要素的总数进行计数；以及对于所述数字图像数据中包括为代表一安全标记所需的可接受数量的可能标记要素的每个邻区，检验在该邻区中可能标记组分之间的距离。
7.如权利要求6的数字图像处理方法，其中所述步骤(C)，即确定是否每个可能标记要素与至少一个其他可能标记要素一起代表一可能安全标记的步骤，进一步包含把一邻区识别为代表一可能的安全标记，只有当(i)如果在所述邻区中可能标记要素之间的距离定义一个距离超集，而这些距离是把所述印刷文件中可能存在的安全标记的实际标记要素分离开的距离；以及(ii)如果所述邻区中的可能标记要素在空间上彼此相对排列的方式对应于所述印刷文件中可能定义的安全标记的实际标记要素的选定空间排列。
8.如权利要求7的数字图像处理方法，其中在一邻区中可能标记要素的空间排列是基于以下两者(i)把每个可能标记要素与其他可能标记要素分开的距离；以及(ii)在该邻区中每个可能标记要素与其他可能标记要素的相对角位置。
9.如权利要求8的数字图像处理方法，其中确定每个可能标记要素相对于其他可能标记要素的相对角位置包含只有当所述可能标记要素造成的把可能标记要素分开的距离被安排在选定的彼此相对空间位置，而这种空间排列与定义一安全标记的实际标记要素的选定空间排列完全相同时，才把该邻区识别为一个可能的安全标记。
10.如权利要求1的数字图像处理方法，其中步骤(d)，即确定所述可能安全标记是否代表一实际安全标记的步骤，包含检验定义这可能安全标记的所有可能标记要素当中至少尺度的一致性和色彩的一致性；以及只有当其可能标记要素彼此有一致的尺度和色彩时才把该可能安全标记识别为代表一实际安全标记。
11.一种用于防止非受权再生印刷文件的数字图像处理方法，该印刷文件包括一个由多个实际标记要素定义的安全标记，每个实际标记要素有选定的色彩、选定的尺度并安排成相互间有一选定的图案，所述方法包含a.扫描所述印刷文件以获取代表该印刷文件的彩色数字数据，所述彩色数字数据由多个象素值定义，每个象素有一色彩值；b.识别出所述彩色数字数据中其色彩值所代表的色彩至少接近于所述多个实际标记要素的选定色彩的所有象素；c.构造一个由“通”和“断”象素定义的所述彩色数字数据的二值图，所述“通”象素对应于所述彩色数字数据中识别出的象素，它们的色彩值至少接近于所述多个实际标记要素的选定色彩；d.使用所述二值图，识别出由所述“通”象素定义的可能标记要素；e.使用所述二值图，识别出至少一个由多个可能标记要素构成的邻区并定义一个可能的安全标记；f.如果其所述可能标记要素彼此间一致；则把该可能安全标记识别为一实际安全标记；以及g.如果识别出一实际安全标记，则防止所述印刷文件的有效再生。
12.如权利要求11的数字图像处理方法，其中所述步骤(d)，即使用所述二值图识别可能标记要素的步骤，包含处理所述二值图的象素，以识别出至少包含一个相邻“通”象素的组，并把所述组每个识别为一个相连接成分；把每个被连接成分的尺度与一实际标记要素的预先定义的选定尺度进行比较；以及如果所述相连接成分的尺度对应于一实际标记要素的选定尺度，则把这相连接成分识别为一个可能标记要素。
13.如权利要求12的数字图像处理方法，其中所述把每个相连接成分的尺度与一实际标记要素的选定尺度进行比较的步骤包含把该相连接成分的宽度与一实际标记要素的最小和最大宽度值进行比较；把该被连接成分的高度与一实际标记要素的最小和最大高度值进行比较。
14.如权利要求13的数字图像处理方法，其中所述把每个相连接成分的尺度与一实际标记要素的选定尺度进行比较的步骤还包含对于其宽度被所述极小和极大宽度值包围和其高度被所述极小和极大高度值包围的每个相连接成分，把这相连接成分与至少一个模板进行比较，如果所述相连接成分与所述至少一个模板匹配，则把所述相连接成分识别为一个可能的标记要素。
15.如权利要求11的数字图像处理方法，其中所述步骤(e)，即识别一可能安全标记的步骤，包含，对每个可能的标记要素；建立围绕该可能标记要素的邻区；计算位于该邻区中的可能标记要素的个数；把该邻区中可能标记要素的个数与用于定义一实际安全标记的可能标记要素个数进行比较；以及如果邻区中可能标记要素的个数等于定义一实际安全标记所需实际标记要素的个数的话，则把该邻区识别为一个可能的安全标记。
16.如权利要求11的数字图像处理方法，其中所述步骤(f)，即识别一实际安全标记的步骤，包含如果定义可能安全标记的可能标记要素在至少是色彩和尺寸方面彼此一致的话，则把该可能安全标记的所有可能标记要素彼此进行比较，并把该可能安全标记识别为一实际安全标记。
17.如权利要求15中提出的数字图像处理方法，其中在每个可能标记要素周围建立的邻区有一个半径，该半径是基于所述印刷文件中定义一实际安全标记的任何两个实际标记要素之间的预先定义的最大距离。
18.如权利要求15的数字图像处理方法，还包含在把一邻区识别为一可能安全标记之前确定所述邻区中可能标记要素之间的距离；以及只当可能标记要素之间的距离定义所述印刷文件中一实际安全标记的实际标记要素之间距离的一个超集时，才把该邻区识别为一可能安全标记。
19.处理代表一彩色印刷文件的数字图像数据的方法，该印刷文件包括一安全标记，该方法用于识别所述数字图像数据中代表的安全标记，所述方法包含a.处理所述数字图像数据以识别出其定义一选定色彩的所有部分，该选定色彩对应于所述印刷文件中安全标记的色彩；b.对于所述数字图像数据中定义该选定色彩的每个部分，确定是否该部分代表所述印刷文件中一安全标记的可能要素；c.对于所述数字图像数据中识别出的每个可能的安全标记要素，确定是否所述可能的安全标记要素与至少一个可能的其他安全标记要素一起定义一个所述数字图像数据中的可能安全标记；d.把定义每个可能安全标记的可能安全标记要素彼此进行比较，以确定是否它们在色彩和尺寸方面彼此相互一致；以及e.如果所述可能安全标记的可能安全标记要素至少在色彩和尺寸方面彼此足够一致，则把该可能安全标记识别为一个在所述数字图像数据中代表的一个安全标记。
20.一个文件再生安全方法，包含扫描一印刷文件以获取代表该印刷文件的彩色数字图像数据；处理所述数字图像数据，以识别出用于定义该印刷文件中安全标记的选定色彩范围内的所有象素；处理所述数字图像数据，以识别出只包含所述数字图像数据中处在选定色彩范围内的象素的所有相连接成分；处理所述数字图像数据，如果相连接成分的尺寸和形状对应于所述印刷文件中定义所述安全标记的实际标记要素的预先定义尺寸和形状，则把所有这样的相连接成分识别为可能的标记要素；处理所述数字图像数据以建立包围每个可能标记要素的选定尺寸的邻区，并把包含以下条件的所有邻区识别为可能的安全标识(1)可能标记要素的个数大于或等于为定义一安全标记所需要的实际标记要素个数最小值而小于或等于其最大值；以及(ii)可能标记要素彼此相对排列的方式对应于所述印刷文件中定义所述安全标记的实际标记要素的排列方式；如果所述邻区中所述可能标记要素在至少是尺寸和色彩方面一致的话，对于识别为可能安全标记的每个邻区，处理所述数字图像数据，以把所述可能安全标记识别为一实际安全标记；以及如果所述数字图像数据包括一实际安全标记的话，就阻止所述印刷文件的有效再生。
全文摘要
一种用于防止或禁止有效地再生文件,诸如货币、支票、股票、以及其中包括预定义的印刷的安全标记的任何其他印刷文件的方法和装置。本方法和装置通过操作实现对于从要再生的印刷文件中获取的所有数字图像数据进行多步审查,以便定出任何可能的安全标记的位置,并进一步检验该标记从而能肯定地把可能的安全标记识别为实际的安全标记。如果一个标记被定位并被确认为真正的安全标记,则将不允许对该印刷文件的有效再生和/或将采取其他安全措施。
文档编号H04N1/387GK1277410SQ0011830
公开日2000年12月20日 申请日期2000年6月8日 优先权日1999年6月9日
发明者范之刚 申请人:施乐公司